Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Προσομοίωση των κατεργασιών κοπής κωνικών ελικοειδών οδοντώσεων μέσω συστήματος CAD και διερεύνηση των βέλτιστων παραμέτρων κατεργασίας

Efstathiou Charikleia

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

H παρούσα διδακτορική διατριβή εστιάζει στην προσομοίωση της κατασκευής ελικοειδών κωνικών οδοντώσεων. Στα πλαίσια της διατριβής αναπτύχθηκε το προσομοιωτικό μοντέλο BevelSim3D το οποίο βασίζεται σε ένα αναγνωρισμένο σύστημα CAD. To προσομοιωτικό μοντέλο επιτυγχάνει την κινηματική προσομοίωση των δύο σημαντικότερων κατεργασιών κοπής ελικοειδών κωνικών οδοντώσεων, του μετωπικού φραιζαρίσματος (face milling) και του μετωπικού φραιζαρίσματος με κύλιση (face hobbing). Ο αλγόριθμος μοντελοποιεί τον ακατέργαστο τροχό, πινιόν ή κορώνα, τη γεωμετρία του κοπτικού εργαλείου, και δημιουργεί την τροχιά του κοπτικού εργαλείου επιτυγχάνοντας την προσομοίωση της κινηματικής της κατεργασίας. Αποτέλεσμα της κινηματικής προσομοίωσης των κατεργασιών είναι η μοντελοποίηση της προσομοιωμένης γεωμετρίας του εκάστοτε κωνικού οδοντωτού τροχού και η παραγωγή των απαραμόρφωτων στερεών αποβλίττων που προκύπτουν ως αποτέλεσμα της κατεργασίας. Οι γεωμετρίες που προκύπτουν από την προσομοίωση μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την περαιτέρω ανάλυση και διερεύνηση της κατεργασίας. Πιο συγκεκριμένα, η τρισδιάστατη γεωμετρία του οδοντωτού τροχού μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διερεύνηση της επίδρασης των παραμέτρων κοπής στην ποιότητα της κατεργασμένης επιφάνειας. Αντίστοιχα, τα τρισδιάστατα απαραμόρφωτα απόβλιττα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανάλυση της διαδικασίας δημιουργίας του αποβλίττου της κατεργασίας καθώς και τον υπολογισμό των δυνάμεων κοπής.Για την επαλήθευση των αποτελεσμάτων του μοντέλου προσομοίωσης BevelSim3D, αναπτύχθηκε ο αλγόριθμος επαλήθευσης BevelCurve3D. O αλγόριθμος επαλήθευσης συγκρίνει την τελική προσομοιωμένη επιφάνεια της οδόντωσης με τη θεωρητική επιφάνεια η οποία εξάγεται από ένα καθιερωμένο πρόγραμμα υπολογισμού και σχεδιασμού οδοντωτών τροχών. Η διαδικασία επαλήθευσης πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας μια απλή γεωμετρική προσέγγιση, συγκρίνοντας τις προσομοιωμένες με τις θεωρητικές συντεταγμένες των τρισδιάστατων παρειών των δοντιών του τροχού και υπολογίζοντας την απόκλιση μεταξύ τους.Εκτός από την αξιολόγηση της ποιότητας της επιφάνειας, η κινηματική προσομοίωση μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό των δυνάμεων κοπής που αναπτύσσονται κατά τη διάρκεια της κατεργασίας. Ένας από τους βασικούς στόχους της προσομοίωσης των κατεργασιών με αφαίρεση υλικού είναι η μείωση της φθοράς των εργαλείων κοπής η οποία συνεπάγεται μείωση του κόστους παραγωγής. Χρησιμοποιώντας τα αποτελέσματα του μοντέλου BevelSim3D, το μοντέλο BevelForce3D υπολογίζει τις δυνάμεις κοπής που αναπτύσσονται κατά την κατεργασία, μέσω της ανάλυσης της τρισδιάστατης γεωμετρίας του παραγόμενου αποβλίττου σε στοιχειώδη απόβλιττα. Οι τοπικές δυνάμεις κοπής στις ακμές του περιστρεφόμενου κοπτικού εργαλείου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διερεύνηση των παραμέτρων κοπής με στόχο τη μείωση της φθοράς του κοπτικού εργαλείου. Οι καθολικές δυνάμεις κοπής που υπολογίζονται σε ένα σταθερό σημείο του κατεργαζόμενου τροχού μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην εκτίμηση της απαραίτητης δύναμης συγκράτησης και της κατάλληλης διάταξης συγκράτησης του ακατέργαστου τροχού πριν ξεκινήσει η κατεργασία καθώς και στην εκτίμηση της παραμόρφωσης του οδοντωτού τροχού και των παραμένουσων τάσεων μετά το πέρας της κατεργασίας.Τέλος, τα δύο μοντέλα προσομοίωσης της κατεργασίας και υπολογισμού των δυνάμεων κοπής χρησιμοποιήθηκαν για τη διερεύνηση της επίδρασης σημαντικών παραμέτρων κοπής αφενός μεν στην ποιότητα της προσομοιωμένης επιφάνειας και αφετέρου στις δυνάμεις κοπής. Η μελέτη έδειξε ότι η πρόωση κύλισης έχει σημαντική επίδραση στην ποιότητα και των δύο παρειών της οδόντωσης και επίσης το εναπομείναν προς αποπεράτωση υλικό, η πρόωση ξεχονδρίσματος και η πρόωση κύλισης επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό τις δυνάμεις κοπής.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες